一种海水养殖水体用重金属脱除剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种海水养殖水体用重金属脱除剂及其制备方法，属于海水养殖水的处理领域，具体是以农林废弃物为原料经高温炭烧制得的生物炭

【技术实现步骤摘要】
一种海水养殖水体用重金属脱除剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于海水养殖水体处理
，具体涉及一种海水养殖水体用重金属脱除剂及其制备方法
。

技术介绍

[0002]近年来我国海水水产养殖业蓬勃发展，海水养殖过程中残剩饲料
、
养殖体排泄物
、
各类化学药品以及抗生素等造成海水环境严重恶化，近岸海域生态系统失衡，再加上工业废水的排放，氮
、
磷
、
有机物和重金属等对海洋环境的污染越来越严重
。
与有机污染物不同，重金属在自然条件下不能被生物直接降解为无毒无害的物质而被彻底消除，反而会不断累积并在海洋水产中富集，最后通过食物链进入人体，对人体造成严重危害
。
因此，如何脱除海水养殖水体中的重金属成为世界各国普遍关注的问题
。
[0003]我国对养殖海水的水质具有较高的要求，如要求总铬浓度
≤0.1mg/L
，镉浓度
≤0.005mg/L。
目前海水中重金属的脱除方法主要有三类：化学反应法
、
吸附浓缩分离法以及微生物或植物去除法
。
化学反应法是通过化学反应对重金属进行去除，包括中和沉淀法
、
硫化物沉淀法
、
铁氧体共沉淀法
、
化学还原法
、
电化学还原法和高分子重金属捕集剂法等；吸附浓缩分离法是使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行吸附
、r/>浓缩
、
分离的方法，包括吸附
、
溶剂萃取
、
蒸发
、
凝固法
、
离子交换和膜分离等；微生物或植物去除法是借助微生物或植物的絮凝
、
吸收
、
积累
、
富集等作用去除废水中重金属的方法，包括生物絮凝
、
生物化学法和植物生态修复等
。
吸附浓缩分离法处理重金属废水具有高效
、
简便和选择性好等优点，特别是对低浓度
、
污染性强
、
其他方法难以有效处理的重金属废水具有独特的应用价值
。
但目前工业上使用的吸附剂价格昂贵，广泛应用受到限制，重金属的回收
、
吸附剂的再生和二次污染也是吸附法处理重金属废水中的难点
。
[0004]由此，探索一种重金属离子去除效率高
、
可再生性能良好
、
无二次污染的重金属脱除剂具有重要意义
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种比表面积高
、
吸附性好
、
可再生性好的海水养殖水体用重金属脱除剂
。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下
。
[0007]一种海水养殖水体用重金属脱除剂，包括：生物炭基材；以及填充在生物炭基材内部或表面的海藻酸钠衍生物以及腐殖酸钙；所述海藻酸钠衍生物具有以下结构式：
；其中，
120≤m≤300
，
R1的通式为
C
n
H
2n+2
，
n=4
～8；
R2、R3独立的为
H
或结构式如下：
。
[0008]所述海水养殖水体用重金属脱除剂中，各组分按照重量份计包括：生物炭
75
～
90
重量份
、
海藻酸钠衍生物8～
15
重量份
、
腐殖酸钙3～
10
重量份
。
[0009]本专利技术提供上述包含生物炭
、
海藻酸钠衍生物
、
腐殖酸钙的海水养殖水体用重金属脱除剂，该脱除剂具有较高的比表面积，重金属吸附活性位点多，吸附容量大，且具有较高的再生性能，再生
100
次后仍保持较高的吸附容量，可用于海水养殖水体中重金属的脱除，具有较高的应用前景
。
[0010]优选地，所述生物炭是以农林废弃物为原料经高温炭烧制得，所述农林废弃物为水稻秸秆
、
玉米秸秆
、
高粱秸秆
、
棉花秸秆
、
油菜秸秆
、
大豆秸秆
、
小麦壳
、
稻壳
、
花生壳中的任一种
。
[0011]所述生物炭的制备方法，具体包括下述步骤：农林废弃物粉碎后，经预处理液进行微波浸渍预处理，接着在
CO2氛围中，从常温升温至
260
～
300
°
C
，保温2～
4h
，然后升温至
680
～
750
°
C
，保温1～
3h
，实现碳化，最后经酸性溶液进行处理即得生物炭
。
[0012]优选地，所述预处理液为包含磷酸氢二钾
、
二亚苄基山梨醇
、
胡椒碱的混合水溶液，所述预处理液中磷酸氢二钾的质量分数为1～
3%
，二亚苄基山梨醇的质量分数为
0.02
～
0.035%
，胡椒碱的质量分数为
0.004
～
0.007%。
[0013]优选地，所述微波频率为
300
～
500MHz。
[0014]优选地，升温至
260
～
300℃
的速率是
0.5
～
3℃/min。
[0015]优选地，升温至
680
～
750℃
的速率是
10
～
15℃/min。
[0016]优选地，所述酸性溶液是质量分数为3～
8%
的柠檬酸水溶液
。
[0017]优选地，所述生物炭的比表面积达
92.1m2/g。
[0018]本专利技术利用水稻秸秆
、
玉米秸秆等农林废弃物为原材料，依次经预处理液浸渍预处理
、
高温碳化
、
酸性溶液活化处理制得生物炭，价格低廉，生物炭的产率高，所得生物炭具有疏松多孔特征，比表面积大，吸附量高，表面具有羧基等活性基团，与海藻酸钠衍生物之间能发生良好的键合，可用于海水中重金属离子的吸附；专利技术人意外的发现，在利用农林废弃物制备生物炭过程中，高温碳化前利用包含二亚苄基山梨醇
、
胡椒碱的预处理液进行预处理，农作物表面负载有一定量的预处理液，有利于在高温碳化过程中挥发分的大量逸出，形成复杂的贯通的网络结构，表面更粗糙
、<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种海水养殖水体用重金属脱除剂，其特征在于，包括：生物炭基材；以及填充在生物炭基材内部或表面的海藻酸钠衍生物以及腐殖酸钙；所述海藻酸钠衍生物具有以下结构式：；其中，
120≤m≤300
，
R1的通式为
C
n
H
2n+2
，
n=4
～8；
R2、R3独立的为
H
或结构式如下：
。2.
根据权利要求1所述的海水养殖水体用重金属脱除剂，其特征在于，生物炭的制备方法，具体包括下述步骤：农林废弃物粉碎后，经预处理液进行微波浸渍预处理，接着在
CO2氛围中，从常温升温至
260
～
300
°
C
，保温2～
4h
，然后升温至
680
～
750
°
C
，保温1～
3h
，实现碳化，最后经酸性溶液进行处理即得生物炭
。3.
根据权利要求2所述的海水养殖水体用重金属脱除剂，其特征在于，预处理液为包含磷酸氢二钾
、
二亚苄基山梨醇
、
胡椒碱的混合水溶液，所述预处理液中磷酸氢二钾的质量分数为1～
3%
，二亚苄基山梨醇的质量分数为
0.02
～
0.035%
，胡椒碱的质量分数为
0.004
～
0.007%。4.
根据权利要求1～3任一项所述的海水养殖水体用重金属脱除剂，其特征在于，生物炭的比表面积达达
92.1m2/g。5.
根据权利要求1所述的海水养殖水体用重金属脱除剂，其特征在于，海藻酸钠衍生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈叶寒，
申请(专利权)人：陈叶寒，
类型：发明
国别省市：